第二章　化工管路拆裝

第一節(jié)　概　述

管子的連接需要各種管件，流體流量的控制和調(diào)節(jié)需要各種閥門，管子和各種管件、閥門等統(tǒng)稱為管路，化工管路在生產(chǎn)中的作用主要是用來輸送各種流體介質(zhì)（氣體、液體），使其在生產(chǎn)中按工藝要求流動以完成各個(gè)化工過程。

一、化工生產(chǎn)中常用的管子類型

常用管材分為金屬管和非金屬管兩大類，金屬管包括有縫鋼管、無縫鋼管、鑄鐵管、合金管、有色金屬管等；非金屬管包括陶瓷管、塑料管、橡膠管等。

有縫鋼管也稱水煤氣管，大多用低碳鋼制成，通常用來輸送壓力較低的水、暖氣、壓縮空氣等，又可以分為鍍鋅的白鐵管和不鍍鋅的黑鐵管；帶螺紋的和不帶螺紋的；普通的、加厚的和薄壁的。

無縫鋼管是化工生產(chǎn)中使用最多的一種類型，特點(diǎn)是質(zhì)地均勻、強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于壓強(qiáng)較高、溫度較高的物料輸送。

鑄鐵管通常用作埋于地下的給水總管、煤氣管和污水管，也可以用來輸送堿液和濃硫酸等腐蝕性介質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，具有一定的耐腐蝕性，但比較笨重、強(qiáng)度低，不宜在有壓力的條件下輸送有毒、有害、容易爆炸以及如蒸汽一類的高溫流體。

有色金屬管常用的有銅管、鉛管、鋁管等，銅管（紫銅管）的導(dǎo)熱性能特別好，適用于某些特殊性能的換熱器，且特別容易彎曲變形，又可用于機(jī)械設(shè)備的潤滑系統(tǒng)或油壓系統(tǒng)以及某些儀表管路等。鉛對硫酸和10%以下的鹽酸具有良好的抗腐蝕性能，鉛管適合作為這些料液的輸送管路，但鉛管的機(jī)械強(qiáng)度較低且笨重，在對機(jī)械強(qiáng)度要求較高的情況下，往往采用搪鉛管（即在無縫鋼管內(nèi)表面搪上一層鉛），從而同時(shí)滿足機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性的要求，廣泛用于輸送濃硝酸、蟻酸、乙酸等物料。鋁的導(dǎo)熱性能好，也被廣泛用來制造換熱器。

塑料管最常用的有聚氯乙烯管、聚乙烯管，以及在金屬表面噴涂丙烯、聚三氟乙烯的管道等，它具有良好的抗腐蝕性能以及質(zhì)量輕、價(jià)格低、容易加工等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是強(qiáng)度較低、耐熱性差，但隨著性能的不斷改進(jìn)在很多方面可以取代金屬管。除此之外，還有常用來作臨時(shí)管道的玻璃管和橡膠管，用作下水道或排放腐蝕性流體的陶瓷管等。

二、管件與閥門

管路中所用的各種零件統(tǒng)稱為管件，可以根據(jù)其在管路中的作用分為五類：改變管路方向，如彎頭；連接管路，如“三通”、“四通”；連接兩段管道，如“管箍”、“對絲”、“油任”；改變管路直徑，如“大小頭”、“內(nèi)外螺紋管接頭（內(nèi)外絲）”；堵塞管路，如“絲堵”、“盲板”。

閥門就是用來對管路中的流體流量和壓強(qiáng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)的裝置，通常用鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼及合金鋼制成，常用的有以下幾種：

①截止閥，也稱球心閥。其關(guān)鍵零件是閥體內(nèi)的閥座和閥瓣。通過手輪使閥稈上下移動可以改變閥瓣與閥座之間的距離，從而達(dá)到開啟、切斷及調(diào)節(jié)流量的目的。它的特點(diǎn)在于嚴(yán)密可靠，調(diào)節(jié)流量準(zhǔn)確，但阻力較大，常用于蒸汽、壓縮空氣、真空管路及一般流體的管路中，但不能用于帶有固體顆粒和黏度較大的介質(zhì)管路中。安裝時(shí)，應(yīng)保證流體從閥瓣的下部向上流動，即下進(jìn)上出。

②閘閥，相當(dāng)于在管道中插入一塊和管徑相等的閘門，閘門通過手輪來進(jìn)行升降，從而達(dá)到啟閉管路的目的。閘閥的體積較大，造價(jià)較高，制造維修均很困難，但全開時(shí)對流體的阻力小，常用于開啟和切斷，一般不用于調(diào)節(jié)流量或輸送含有固體顆粒料液的管路中。

③旋塞是用來調(diào)節(jié)流體流量的閥門中最簡單的一種，統(tǒng)稱為“考克”。其主要部件是一個(gè)全空心鑄件，中間插入錐形栓塞，栓塞中間有一個(gè)通孔，可以在閥體內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋塞的孔正朝著閥體的進(jìn)口時(shí)，流體從旋塞中通過，當(dāng)它旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，其孔完全被閥門擋住，流體則不能通過而被完全切斷。旋塞的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、啟閉迅速，全開時(shí)對流體阻力小，可適用于帶固體顆粒的流體，其缺點(diǎn)是不能精密地調(diào)節(jié)流量，旋轉(zhuǎn)時(shí)比較費(fèi)勁，不適用于口徑較大、壓力較高或溫度較低的場合。

除此之外，還有用來控制流體只能朝一個(gè)方向流動、并能自動啟閉的止回閥（又稱單向閥），用于中、高壓設(shè)備上當(dāng)壓力超過規(guī)定值時(shí)可自動泄壓的安全閥，隨著化工生產(chǎn)的發(fā)展，新工藝、新設(shè)備不斷出現(xiàn)，對管件與閥件的要求也越來越高。

三、管子的連接

管路的連接包括管子與管子、管子與各種管件、閥門以及設(shè)備接口處的連接，目前工程上常用的是以下幾種連接方式。

（1）法蘭連接

法蘭連接是工程上最常用的一種連接方式，法蘭與鋼管通過螺紋或焊接連在一起，鑄鐵管的法蘭則與管身鑄為一體，法蘭與法蘭之間裝有密封墊片，比較常用的墊片材料有石棉板、橡膠或軟金屬片等。其優(yōu)點(diǎn)是拆裝方便，密封可靠，適用的溫度、壓力、管徑范圍大，缺點(diǎn)是價(jià)格稍高。

法蘭連接主要用于需要拆卸、檢修的管路上，例如水泵、水表、閥門等帶法蘭盤的附件在管路上的安裝。

（2）螺紋連接

螺紋連接是借助于一個(gè)帶有螺紋的“活管接頭”將兩根管路連接起來的一種連接方式，主要用于管徑較小（<65mm）、壓力也不大（<10MPa）的有縫鋼管，先在管的連接端絞出外螺紋絲口，然后用管件“活管接頭”將其連接。為了保證密封，通常在螺紋連接處纏以涂有油漆的麻絲、聚四氟乙烯薄膜等。螺紋連接的優(yōu)點(diǎn)是拆裝方便，密封性能比較好，但可靠性沒有法蘭連接好。一般管徑在150mm以下鍍鋅管路（如水、煤氣管）常用螺紋連接的方法。

（3）承插連接

適用于鑄鐵管、陶瓷管和水泥管，它是將管子的小端插在另一根管子大端的插套內(nèi)，然后在連接處的環(huán)隙內(nèi)填入麻繩、水泥或?yàn)r青等密封物質(zhì)。它的優(yōu)點(diǎn)是安裝比較方便，允許兩個(gè)管段的中心線有少許偏差，缺點(diǎn)是難以拆卸，耐壓不高，主要用于埋在地下的給排水管道中。鑄鐵管、混凝土管、缸瓦管、塑料管等常用承插連接，承插接口根據(jù)使用的材料不同分為鉛接口、石棉水泥接口、瀝青水泥接口、膨脹性填料接口、水泥砂漿接口、柔性膠圈接口等。

（4）焊接

焊接是比上述方法更為經(jīng)濟(jì)方便，也更嚴(yán)密的一種連接方式。煤氣管和各種壓力管路（蒸汽、壓縮空氣、真空）以及輸送物料的管路都應(yīng)當(dāng)盡量采用焊接，但它只能用在不需拆卸的場合。為了檢修的方便，決不能把全部管路都采用焊接。

（5）密封填料

以上四種連接方式中，以螺紋連接最為常見，下面著重介紹其連接方法。

①常用工具：管道螺紋連接時(shí)常用的工具是管鉗（俗稱水管鉗）、鏈鉗、活動扳手、呆扳手等，扳手適用于內(nèi)接等帶方頭的管件及小規(guī)格閥門的連接。

②常用填料：螺紋連接的兩連接面間一般要加填充材料，填充材料有兩個(gè)作用，一是填充螺紋間的空隙以增加管螺紋接口的嚴(yán)密性，二是保護(hù)螺紋表面不被腐蝕。

③連接步驟：a.纏繞（或涂抹）填料：連接前清除外螺紋管端上的污染物、鐵屑等，根據(jù)輸送的介質(zhì)、施工成本選擇合適的填料；當(dāng)選用水膠布或麻絲時(shí)，應(yīng)注意纏繞的方向必須與管子（或內(nèi)螺紋）的擰入方向相反（或人對著管口時(shí)順時(shí)針方向），纏繞量要適中，過少起不了密封作用，過多則造成浪費(fèi)，纏繞前在螺紋上涂上一層鉛油可以較好地保護(hù)螺紋不銹蝕。b.擰接管件：纏繞（或涂抹）填料后，先用手將管子（或管件、閥門等）擰入連接件中2～3圈，再用管鉗等工具擰緊，如果是三通、彎頭、直通之類的管件擰勁可稍大，但閥門等控制件擰勁不可過大，否則極易將其脹裂。注意，連接好的部位一般不要回退，否則容易引起滲漏。

另外，在實(shí)訓(xùn)場地和化工廠的某些場合，在壓力不是很高的情況下，還可以采用軟連接，即用塑料等材料制成的軟管將兩金屬硬管連接，連接處用包箍密封。

四、實(shí)訓(xùn)目的

①為了更好地實(shí)現(xiàn)管道拆裝及流體實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測定，本管道拆裝系統(tǒng)的管道多采用法蘭連接，并配用轉(zhuǎn)子流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力表、液面計(jì)等檢測儀表。通過本章實(shí)訓(xùn)內(nèi)容可樹立工程概念，特別是大化工觀點(diǎn)的認(rèn)知，強(qiáng)化手動操作技能訓(xùn)練（各動手單元如管子拆裝、管件更換、基本檢測器的接線、儀表參數(shù)整定、設(shè)置的故障檢修點(diǎn)診斷等）。學(xué)生通過自行設(shè)計(jì)流程、組裝管路及調(diào)試，可以提升動手能力和解決問題的能力，為今后實(shí)際工作打下一定的專業(yè)基礎(chǔ)。

②了解和熟悉化工生產(chǎn)過程中常見離心泵的控制方法及工作原理，了解各種儀表的性能、使用方法和使用場合。

③了解并掌握工業(yè)控制中儀表、測量、執(zhí)行器的成套方法，學(xué)會按照實(shí)際手動被控系統(tǒng)要求進(jìn)行實(shí)際控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，了解各種閥門的結(jié)構(gòu)及適用場合，合理選用并進(jìn)行管路組裝。

④提升觀察問題、分析問題和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的能力，提高相關(guān)學(xué)科知識的綜合運(yùn)用能力。

⑤了解和掌握用科學(xué)實(shí)驗(yàn)解決工程問題的方法。

五、基本要求

（1）實(shí)訓(xùn)前的預(yù)習(xí)

要求學(xué)員做好實(shí)訓(xùn)前的預(yù)習(xí)，明確實(shí)訓(xùn)目的、原理、要求、拆裝步驟、實(shí)訓(xùn)需測定的數(shù)據(jù)，了解所使用的設(shè)備、儀器、儀表及工具。

（2）實(shí)訓(xùn)中的操作訓(xùn)練

學(xué)員在實(shí)訓(xùn)過程中應(yīng)細(xì)心操作，仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)問題，思考解決方法，在實(shí)訓(xùn)中培養(yǎng)自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，養(yǎng)成良好的學(xué)風(fēng)。

（3）實(shí)訓(xùn)后的總結(jié)

實(shí)訓(xùn)完成后，認(rèn)真整理數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)訓(xùn)結(jié)果及觀察到的現(xiàn)象，加以分析，給出結(jié)論，并按規(guī)定要求提交實(shí)訓(xùn)報(bào)告。實(shí)訓(xùn)報(bào)告內(nèi)容包括：實(shí)訓(xùn)目的、實(shí)訓(xùn)流程、操作步驟、數(shù)據(jù)處理、實(shí)訓(xùn)結(jié)論及問題討論。實(shí)訓(xùn)報(bào)告是考核實(shí)訓(xùn)成績的主要方面，應(yīng)認(rèn)真對待。

六、思考題

①為什么流量越大，入口處真空表的讀數(shù)越大，出口處壓力表的讀數(shù)越小？

②談?wù)剬﹄x心泵的操作如先充液，封閉啟動，選在高效區(qū)操作的理解。